本書分成材料合成與制備、材料改性與加工、材料結(jié)構(gòu)與性能三個部分,以《材料類教學國家標準》為依據(jù),以材料化學專業(yè)主干課程為基礎(chǔ),注重近年來材料領(lǐng)域發(fā)展較快的特種工程材料以及新穎的智能材料。該教材基礎(chǔ)性強,涉及面廣泛、注重內(nèi)容的新穎性、合理穿插科學研究前沿。本教材貼近材料科學基礎(chǔ)實驗的教學實際,對提高學生的理論水平、實驗技能、動手能力、創(chuàng)新能力有較大的指導意義。
本教材可供大專院校材料相關(guān)專業(yè)師生使用,也可供從事材料科學研究、開發(fā)及管理的人員參考。
秦四勇男,博士,副教授,碩士生導師。2009年畢業(yè)于黃岡師范學院,獲化學專業(yè)學士學位;2009年至2014年在武漢大學碩博連讀,師從卓仁禧院士和張先正教授,獲高分子化學與物理專業(yè)博士學位。2014年7月-2015年3月在貴州大學材料與冶金學院工作,于2015年4月加入到中南民族大學化學與材料科學學院。主要從事小分子肽以及抗癌藥等自組裝構(gòu)建微、納米材料及其在生物醫(yī)學方面的應用。在Biomaterials, Small, Chem. Commun., Nanoscale, Nano Research等國際期刊公開發(fā)表SCI論文40余篇。曾獲得教育部武漢大學博士學術(shù)新人獎、湖北省優(yōu)秀博士學位論文、研究生國家獎學金、武漢大學學術(shù)創(chuàng)新獎一等獎/二等獎、武漢大學優(yōu)秀畢業(yè)生等榮譽。2017年在Biomaterials發(fā)表論文(Drug self-delivery systems for cancer therapy)為ESI高被引論文。
模塊一材料合成與制備1
實驗1溶劑熱法制備金屬有機框架材料MOF51
實驗2溶膠凝膠法合成納米二氧化鋯3
實驗3共沉淀法制備納米羥基磷灰石4
實驗4燃燒法制備CoFe2O4磁性材料6
實驗5微波法制備Fe2O3納米材料8
實驗6固相合成法制備莫來石粉體9
實驗7固相燒結(jié)法制備BaTiO3(BTO)陶瓷材料12
實驗8微乳液法合成BaCrO4納米棒微陣列及表征14
實驗9液相法制備石墨烯17
實驗10化學氣相沉積制備氧化鋅納米線19
實驗11水熱法制備氫氧化鈷21
實驗12直接沉淀法制備白炭黑23
實驗13模板法制備介孔氧化鋁及其比表面積與孔徑尺寸測試25
實驗14不同晶型二氧化鈦的合成及其物相分析29
實驗15環(huán)氧樹脂的制備31
實驗16界面縮聚法制備尼龍6633
實驗17甲基丙烯酸甲酯的本體聚合及有機玻璃棒的制備34
實驗18聚醋酸乙烯酯的溶液聚合36
實驗19苯乙烯的懸浮聚合37
實驗20乙酸乙烯酯的乳液聚合——白乳膠的制備39
模塊二材料改性與加工42
實驗21金屬材料表面的硅烷化處理42
實驗22PEG改性金納米粒子及其性能45
實驗23PVC/納米TiO2復合材料的制備及力學性能測試46
實驗24表面聚合改性二氧化硅微粒49
實驗25多孔SiC陶瓷表面的超疏水改性51
實驗26碳纖維增強環(huán)氧樹脂的制備52
實驗27氧化鋅晶須增強聚丙烯復合材料的制備及性能55
實驗28玻璃纖維增強不飽和聚酯復合材料57
實驗29高抗沖聚苯乙烯的制備60
實驗30鋁合金的熔煉與鑄造62
實驗31粉體成型工藝實驗67
實驗32碳鋼的普通熱處理69
實驗33金屬材料的再結(jié)晶73
實驗34PE/無機填料的密煉75
實驗35天然橡膠的塑煉、混煉77
實驗36天然橡膠的硫化79
實驗37單螺桿擠出機的使用及其塑料擠出81
實驗38雙螺桿擠出機的使用與硬質(zhì)聚氯乙烯的成型加工82
實驗39中空成型設(shè)備的操作應用85
實驗40塑料的注射成型86
模塊三材料表征與性能90
實驗41溶脹法測定天然橡膠的交聯(lián)度90
實驗42材料熱變形溫度的測定93
實驗43材料沖擊強度的測定95
實驗44材料拉伸強度的測定99
實驗45材料硬度的測定104
實驗46半導體材料電阻和電阻率的測定107
實驗47薄膜厚度和折射率的測定111
實驗48材料楊氏模量的測定114
實驗49透射電子顯微鏡(TEM)的工作原理及微觀形貌觀察118
實驗50掃描電子顯微鏡(SEM)的工作原理及微觀形貌觀察121
實驗51金屬材料熱膨脹系數(shù)的測定125
實驗52超級電容器的組裝及電化學性能測試127
實驗53聚合物的圓二色譜(CD)測定131
實驗54ZnS納米顆粒的光致發(fā)光性能測定132
實驗55聚合物熱轉(zhuǎn)變溫度及穩(wěn)定性測定135
實驗56壓電陶瓷的介電性能測定137
實驗57無機非金屬材料的物相分析139
實驗58凝膠滲透色譜測定聚合物分子量及其分布141
實驗59不同鑄鐵的顯微組織分析146
實驗60循環(huán)伏安法測試氧化還原曲線150
參考文獻155